Intro 4kb. sphere tracing. Maciej Matyka (maq / floppy) Dla koła naukowego Voxel

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Intro 4kb. sphere tracing. Maciej Matyka (maq / floppy) Dla koła naukowego Voxel"

Dariusz Góra
5 lat temu
Przeglądów:

1 Intro 4kb sphere tracing Maciej Matyka (maq / floppy) Dla koła naukowego Voxel

2 Co to są intra 4kb? Demoscena Demo Intro Intro 4kb (4096 bajtów) krótko: taaaaaakie malutkie demka...

3 Ile to jest 4096 bajtów? 1 bajt = 8 bit 4096b = bit

4 Przykład: Sult / Loonies śi 3 miejsce Breakpoint

5 Strona techniczna Sult w.avi sredniej jakosci > 80mb, jak miesci sie to w 4kb? - intro zapisane w programie cieniującym (fragment shader) - grafika proceduralna (ray marching) - muzyka proceduralna (synteza FM) - sztuczki, optymalizacje i pakowanie (Crinkler)

6 Ray Tracing Problemy: - problem z miękkimi cieniami - dużo obiektów, fraktale 3D - trzeba rozwiązywać równania (wikipedia)

7 Ray Marching (ważny slajd) Zamiast liczyć punkt przecięcia promienia z obiektem w scenie (Ray Tracing) wykonujemy spacer po promieniu szukając przecięcia z obiektami w scenie.

8 Równanie iteracyjne Promień: r(t) = r0 + t * dir Szukamy ti wskazującego przecięcie promienia z obiektem: ti = ti-1 + f( r(ti-1) )

9 Ray Marching - Spacer

10 Ray Marching - Spacer

11 Ray Marching - Spacer

12 Ray Marching - Spacer

13 Ray Marching - Spacer

14 Ray Marching - Spacer

15 Ray Marching - Spacer

16 Distance Fields Opis obiektów przez funkcje implicit functions dla danej pozycji x w scenie f(x) < 0 f(x) = 0 f(x) > 0 - punkt wewnątrz - punkt na powierzchni - punkt na zewnątrz wartosc f może niesc informację o odległosci

17 Sphere Tracing

18 Sphere Tracing

19 Sphere Tracing

20 Sphere Tracing

21 Sphere Tracing

22 Sphere Tracing

23 Sphere Tracing

24 Sphere Tracing

25 Sphere Tracing

26 Sphere Tracing

27 Algorytm sphere tracing float d; vec3 p = p0; for(int i=0; i<iter; i++) // np. 100 { d = f(p); if(d < EPS) // np break; p = p + dir * d; }

28 Przykładowe funkcje Powierzchnia o normalnej n przechodząca przez punkt nd f(r) = r * n - d J.C. Hart, Sphere Tracing: Simple Robust Antialiased Rendering of Distance-Based Implicit Surfaces (Course Notes, SIGGRAPH 1993)

29 Przykładowe funkcje Powierzchnia o normalnej n przechodząca przez punkt nd f(r) = r * n - d J.C. Hart, Sphere Tracing: Simple Robust Antialiased Rendering of Distance-Based Implicit Surfaces (Course Notes, SIGGRAPH 1993)

30 Przykładowe funkcje Kula o promieniu R f(r) = r - R // przykładowy kod float sphere(vec3 r, float R) { return length(r) - R; } J.C. Hart, Sphere Tracing: Simple Robust Antialiased Rendering of Distance-Based Implicit Surfaces (Course Notes, SIGGRAPH 1993)

31 Przykładowe funkcje Kula o promieniu R f(r) = r - R J.C. Hart, Sphere Tracing: Simple Robust Antialiased Rendering of Distance-Based Implicit Surfaces (Course Notes, SIGGRAPH 1993)

32 Minimum dwóch funkcji to ich suma...

33 Miękkie cienie Marsz od punktu kontaktu do źródła swiatła + suma odległosci od innych obiektów (b. proste w implementacji!)

34 Miękkie cienie

35 Miękkie cienie

36 Miękkie cienie

37 Cienie

38 Realizacja w pixel shader 1) dwa trójkąty (fullscreen) 2) każdy pixel ma przypisany taki sam program cieniujący pixel shader 3) kod sphere tracingu można zapisać jako pixel shader który wykonuje się na GPU

39 Przykładowy kod (ps) varying vec3 r; uniform float t; uniform vec4 m; float plane(vec3 r) { return r.y; } float sphere(vec3 r, float R) { return length(r) - R; } float f(vec3 r) // distance function { float d=1e10; vec3 posr = r; d = sphere(r+vec3(0+m.x,-0.1+m.y,3.9), 0.5); d = min (d, plane(r)); return d; } // credit: las / pouet thread float shadow(vec3 p, vec3 l, float d, int i) { float o; for (o = 0; i > 0.; i--) o += f(p+l*i*d).x; return clamp(o, 0.0, 1.0); } // credit: rar vec3 normal(vec3 p) { #define DR 2e-4 vec3 dr = vec3(dr,0,0); return ( vec3( f(p+dr.xyz).x, f(p+dr.yxz).x, f(p+dr.yzx).x ) - f(p).x) / DR; } #define ITER 90 #define EPS void main() { vec3 camera = vec3(-0.1,1.8,-15.0); vec3 p = vec3(r.x, r.y+1.2, -10.2); vec3 lightv = vec3(0.0,2.5,-5.0); vec3 dir = normalize(p-camera); int mat=1; float d; for(int i=0; i<iter; i++) { d = f(p); if(d < EPS) break; p = p + dir * d; } vec3 n = normal(p); float light = *(dot(n,lightv)); light = light / pow(length(lightv-p),2); vec3 lightdir = normalize(lightv-p); light *= shadow(p, lightdir, 0.02, 10); vec4 color = *light * vec4(1,1,1,1); gl_fragcolor = color; }

40 W działaniu AKIKO by Floppy 2 miejsce na Riverwash

41 Czy tylko prymitywy w 4k? - fraktale 3d - tereny 3d, np. - renderuj klasyczny objekt (np. teren) - wynik przenies na GPU - ray marching - efekt? (Rendering World with two triangles / IQ

42 Elevated 4kb 1 miejsce Breakpoint

43 Dobre linki - m.in. intra 4k - m.in. sphere tracing

44 Koniec Dziękuję za uwagę helpdesk: maciej.matyka[at] gmail.com

Podobne dokumenty

Sphere tracing: integracja z klasycznymi metodami symulacji i renderingu

Sphere tracing: integracja z klasycznymi metodami symulacji i renderingu IGK 2012 Michał Jarząbek W skrócie Funkcje niejawne opisują powierzchnie niejawne Powierzchnie niejawne metoda reprezentacji "obiektów"